錢民國，李田豐

（浙江交投龍新礦業(yè)有限公司，浙江 衢州 324400）

人類很早就開始開發(fā)、利用礦產資源，并且未來的生存發(fā)展也離不開礦產資源。在上世紀，我國礦業(yè)發(fā)展較為迅速，不斷擴大開發(fā)礦產資源的規(guī)模，強有力地支撐了我國的經濟發(fā)展。當前我國對于礦產資源的需求依然很旺盛，因此需要加強開發(fā)利用礦產資源以滿足我國的發(fā)展需求。但開發(fā)礦產資源時，盡管促進了我國經濟的不斷發(fā)展，但開發(fā)中對環(huán)境的破壞與污染，對于持續(xù)性的經濟發(fā)展又帶來了很大隱患與危害。其帶來的負面問題具體包括：在選礦、采礦時會生成大量有害、有毒氣體、礦渣、尾礦以及伴隨著噪聲等污染，對周圍的大氣與土壤造成嚴重污染；尾礦庫、廢石堆擠占了很多農田等。因此對礦山工程開采管理至關重要，特別是在復雜地質條件下。基于此對復雜地質條件下礦山工程安全開采管理水平技術進行深入研究。

1 使用綠色采礦技術

隨著工業(yè)的發(fā)展，對礦產資源的需求不斷增加。目前，發(fā)展中國家與發(fā)達國家都把開發(fā)和擁有資源作為戰(zhàn)略措施來考慮。因此，在礦業(yè)發(fā)展中出現了大量綠色、低成本、安全、高效的礦業(yè)方法和技術。要跟上先進技術的步伐，進行綠色高效資源開發(fā)。

在復雜地質條件下，為預防出現采空塌陷問題，對綠色采礦技術進行大規(guī)模應用。在一些礦山礦體工程中。采用充填技術來采礦，也就是在開采的過程中同步對礦山工程進行填充。該創(chuàng)新技術可操作性強，更適用于帶狀分布和脈狀分布的礦體工程。這類工程的采空區(qū)也是條狀的，容易充填。

充填技術需要根據情況不同，采用不同的充填料：

（1）矸石作為礦山工程的充填材料在地下制備和破碎，以提高效率。

（2）為了保證上板密封，防止氣流通過采空區(qū)，要求充填材料不收縮，進行大面積充填。

（3）要求填充材料在低應力條件下是剛性的，以最小化巖體變形和位移。

（4）對填充材料的質量沒有嚴格要求，但要求填充量大，填充后不應收縮。

（5）需要高質量的剛性填料來降低彈性體積閉合和巖爆的風險。

在充填過程中，需要考慮以下幾個問題：首先定量認識載荷作用下發(fā)生的一系列礦山礦體變形過程，為礦山工程的高效、平穩(wěn)、安全開采奠定基礎。目前，世界上使用的充填技術主要包括膠結充填技術、干式充填技術以及水砂充填技術等。其中較為常用的是膠結充填技術，該技術可分為尾礦水力分段充填技術、水力充填技術等。對于復雜的地質條件，更適合的是尾礦水力分段充填技術；對現有系統(tǒng)的優(yōu)化設計技術進行研究，了解構成高質量填料的粒度分布進行情況，水力旋流器的制備填料工藝的分析中，了解到了填料輸送的相關技術如磨損、腐蝕、壓力損失等技術進行研究，從而優(yōu)化整體的填料系統(tǒng)設計；專注于實用可而靠的系統(tǒng)設計。有必要對新型的、多樣化的充填技術進行研究與開發(fā)，同時有效結合開采中的充填作業(yè)運行周期與采礦作業(yè)運行周期，使開采更加高效、污染更少。以及必須重視和加強礦山開采管理充填系統(tǒng)的相關工作。

然而，對于一些采空區(qū)整體范圍較大的沉積采礦工程，如采礦工程，充填法是不適用的，不僅成本很高，而且很難達到理想的效果。建議將目前的頂板下沉采礦法改為不同方向的自下而上采礦法，即由深到淺的采礦法，可有效防止礦山采空區(qū)的反復塌陷。

伴生礦物與礦體共采技術：通過這種技術能夠對廢棄礦產資源實施有效利用。這種技術更適合應用于復雜地質條件下的礦產資源開采工程。在地下開采工程中，開采會對地層壓力產生很大的影響，當開采卸荷時，采礦孔裂隙的毛管力減小，而有害氣體會隨著壓力驟然上升，采礦中原有的孔隙裂隙系統(tǒng)會受到有害氣體壓力沖擊，孔隙擴大，造成氣體解吸的遷移的加速。因此，合理利用開采壓力引發(fā)的巖層移動規(guī)律，有效開展井下有害氣體抽采和地面礦層氣開發(fā)工作，是礦產資源開采的關鍵技術問題。

智能化地下礦山開采技術：在這項技術中，積極使用新型管理系統(tǒng)、智能遠程控制系統(tǒng)以及大型機械設備，高度智能的礦山三維自動化設備與系統(tǒng)是進行綠色、高效礦山開采的關鍵實現手段。盡管該技術很難大面積運用，但對于一些復雜地質條件，可以先行對該技術進行應用。對斜坡道與豎井進行聯合化開發(fā)，其中所開發(fā)的豎井的具體作用是礦體的提升以及井下通風。使用新型鑿巖臺車進行巷道掘進工作，對新型三維電子測量儀進行配置，實施精確地定位與鉆孔。采場鑿巖則采用新型遙控鑿巖臺車，最大孔深可達55m，孔直徑可達150mm。車輛配置激光系統(tǒng)實施精確定位，同時使用無人駕駛技術，可連續(xù)二十四小時不間斷地運行，提高效率與安全性。該設備年放礦能力可以達到三百萬噸。采場的提升、裝載以及鉆孔均為智能自動進行的，鑿巖臺車與鏟運機等器械也引進無人駕駛技術。通過新型遙控鏟運機裝載礦石，可達500t/h的單機效率，輸送系統(tǒng)有兩種，分別為軌道輸送和皮帶輸送。自動軌道運輸車通常由八輛礦車組成，礦車均為自動卸車，可進行連續(xù)裝卸，帶式輸送機將礦石從破碎站直接運輸至計量裝置，并利用豎井箕斗進行裝卸，整個過程可實現遠程遙控式處理。

礦山開采工程中地下氣化開采技術：該技術主要應用于礦產資源開采，作為一種綠色開采技術，地下氣化開采可以解決苯和酚這種致癌物質在礦井中的擴散問題，避免污染、毒化地下水資源。

深井開采很容易造成極大、范圍極廣的環(huán)境破壞與污染，對于深井來說，需要采取深井專用的開采技術。采用新型提升機，提升設備能力，使其滿足大型深井的要求。隨著開采深度的增加，巖體溫度也隨之升高，采用井下通風和風冷兩種處理方式。除了努力降低溫度的同時，還要注意減少開采中地下制冷設備、柴油設備以及機械設備自身散熱問題。構建地壓監(jiān)控井下測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)的構建直接關系到采礦的順利進行。在井下對微震監(jiān)測裝置進行安裝，進行全天候監(jiān)測。深部開采也會由于礦體結構的高溫，導致裝配炸藥和硫化礦的自爆和自燃，需要對其進行監(jiān)控。

2 綜合運用復墾技術

礦山塌陷區(qū)地質結構復墾要因地制宜。在地表沉降深度較淺的地區(qū)，地表沉降深度較深的地區(qū)可采用回填法進行復墾。針對復雜的地質條件，探索了覆蓋地質結構發(fā)展及建設用地、復墾建水庫等4種綜合治理復墾模式。

3 擇優(yōu)防治礦山地下水技術

當前使用的防治礦山地下水技術共三種，分別為供排結合技術、帷幕注漿堵水技術以及全面疏干技術。其中全面疏干法是我國采礦中應用最廣泛的處理地下水害技術，然而這種技術會造成礦區(qū)及周圍地下水位的極大幅度下降，對水資源造成很大破壞，顯然已經不再適用，特別是在復雜地質條件下。帷幕注漿堵水技術更加適合在復雜地質條件下使用。這種技術主要通過打造帷幕注漿大型工程對地下水資源進行保護，能夠取得良好的堵水效果，同時具有良好的社會效益、環(huán)境效益以及經濟效益。

礦山施工注漿堵水技術的施工圖如圖1所示。

圖1 礦山施工注漿堵水技術的施工圖

4 綜合治理技術

應采取綜合措施改善礦山環(huán)境。礦山開采的噪聲和排放的粉塵、廢渣、廢氣以及廢水均需要有嚴格的相關排放標準，各礦山工程需要嚴格遵守。在復雜地質條件下，許多礦山品味較低且環(huán)保治理成本很大，必須禁止該類礦山的生產與建設，構建清潔礦與低廢料型礦山工程。

5 結語

我國建國以后礦業(yè)發(fā)展速度極快，到1997年，我國國有礦山數量已經超過一萬個，個體采礦點數量接近一萬個，礦山數量則超過一萬五千個，使我國在世界上成為一個礦業(yè)大國。然而礦業(yè)近年來的飛速發(fā)展對生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，特別是在復雜地質條件下，礦山開采帶來的污染會更加嚴重并且難以治理，因此必須加強礦山工程環(huán)保管理工作。對礦山工程環(huán)保管理的多種技術進行研究，對于復雜地質條件的礦山生態(tài)環(huán)境改善有重大意義，同時也可以將其推廣至不同地質條件的地區(qū)。